CN109843097A - 感应加热装置 - Google Patents

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Abstract

描述了一种感应加热装置(103)，其与用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发的装置一起使用。感应加热装置包括：感受器(202)装置；至少第一感应线圈(204)和第二感应线圈(206)；以及控制电路(300)，用于控制第一感应线圈和第二感应线圈。感受器装置可通过用变化磁场穿透来加热，以加热可抽吸材料。第一感应线圈用于产生用来加热感受器装置的第一段的第一变化磁场，并且第二感应线圈用于产生用来加热感受器装置的第二段的第二变化磁场。控制电路被配置为使得当有效地驱动第一线圈和第二线圈中的一者以产生变化磁场时，第一感应线圈和第二感应线圈中的另一者是无效的，并且其中，控制电路被配置为使得防止第一感应线圈和第二感应线圈中的无效的一者承载由第一感应线圈和第二感应线圈中的有效的一者感应出的足以导致明显加热感受器装置的电流。

Description

感应加热装置
技术领域
本发明涉及一种感应加热装置。
背景技术
诸如香烟、雪茄等的物品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试对这些物品提供替代物，该物品通过不燃烧地产生释放化合物的产物来燃烧烟草。这种产物的实例是所谓的加热不燃烧产物，也叫做烟草加热产物或烟草加热装置，其通过加热但不燃烧材料来释放化合物。该材料可以是例如烟草或其他非烟草产物或组合，例如混合物，其可以包含尼古丁或者可以不包含尼古丁。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种感应加热装置，其与用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发的装置一起使用，感应加热装置包括：感受器装置，其可通过用变化磁场穿透来加热，以加热可抽吸材料；至少第一感应线圈和第二感应线圈，第一感应线圈用于产生用来加热感受器装置的第一段的第一变化磁场，并且第二感应线圈用于产生用来加热感受器装置的第二段的第二变化磁场；控制电路，用于控制第一感应线圈和第二感应线圈，其中，控制电路被配置为使得当有效地驱动第一线圈和第二线圈中的一者以产生变化磁场时，第一感应线圈和第二感应线圈中的另一者是无效的(inactive，非激活的)，并且其中，控制电路被配置为使得防止第一感应线圈和第二感应线圈中的无效的一者承载由第一感应线圈和第二感应线圈中的有效的一者感应出的足以导致明显加热感受器装置的电流。
根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶供应装置，其用于提供可吸入的气溶胶，该装置包括：根据第一方面的加热装置。
附图说明
现在将参考附图仅通过实例描述本发明的实施例，附图中：
图1示意性地示出了布置为加热可抽吸材料的设备；
图2示出了用于图1的设备的加热装置的剖视图；
图3是用于控制图2的加热装置的第一电路的图示；
图4是图3的第一电路的部件上的根据时间变化的电压轨迹；
图5是用于控制图2的加热装置的第二替代电路的图示；
图6是示意性地示出为连接到附加电路的图3所示的第一电路的图示。
具体实施方式
如本文使用的，术语“可抽吸材料”包括在加热时提供挥发成分的材料，其通常是气溶胶的形式。“可抽吸材料”包括任何含有烟草的材料，且例如可包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代物中的一种或多种。“可抽吸材料”还可包括其他非烟草产品，根据产品的不同，其可以包含尼古丁或者可以不包含尼古丁。“可抽吸材料”例如可以是固体、液体、凝胶或者蜡等的形式。“可抽吸材料”例如还可以是这些材料的组合或混合物。
在不燃烧或点燃可抽吸材料的前提下加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发(通常以形成可吸入的气溶胶)的设备是已知的。这种设备有时描述成“加热不燃烧”设备或“烟草加热产品”或“烟草加热装置”等。类似地，还具有所谓的电子烟装置，其通常使液体形式的可抽吸材料蒸发，该液体可以包含尼古丁或者可以不包含尼古丁。可抽吸材料可以是可插入设备中的杆、烟弹或匣等的形式或者作为其一部分提供。用于加热和蒸发可抽吸材料的加热器可设置为设备的“永久”部分，或者可设置为在使用后丢弃和替换的吸烟制品或消耗品的部分。在本上下文中，“吸烟制品”是一种在使用中包括或包含可抽吸材料的装置或物品或其他部件，其在使用中加热其以使可抽吸材料及可选的其他成分挥发。
参考图1，示出了布置为加热可抽吸材料的设备100。设备100可用来加热可抽吸材料(未在图1中示出)以使可抽吸材料的至少一种成分挥发。在此实例中，设备100包括细长外壳体101。设备100可包括任何合适的材料，例如，外壳体101可包括塑料或金属。设备100具有烟嘴101a，用户可通过烟嘴抽吸已经在设备100中挥发的材料。
设备100具有加热室102，其包含用于加热可抽吸材料(未示出)的加热装置103。加热室102与烟嘴101a流体流动连通。
设备100还包括控制器106和直流电源108。控制器106可包括控制电路和微处理器装置，微处理器装置被配置并布置为控制加热装置103，如下面进一步讨论的。
电源108可以是电池，其可以是可再充电电池或不可再充电电池。这些实例包括镍镉电池，虽然可使用任何合适的电池。电源108电耦接到加热装置103，以当需要时供应电力，并在控制器106的控制下加热可抽吸材料(如所讨论的，使气溶胶产生材料挥发，而不会导致其燃烧或经受热解)。
设备100还可包括致动器110，例如，位于壳体101的外部上且耦接到控制器106的用户可操作的按钮110。
设备100还可包括一个或多个进气口112，其形成为穿过壳体101并进入加热室102。
在使用中，通过加热装置103产生的热量加热加热室102中的可抽吸材料以产生气溶胶和/或气体或蒸气。当用户在烟嘴101a上吸入时，空气通过一个或多个进气口112被抽吸到加热室102中，并且所抽吸的空气和气溶胶和/或气体蒸气的组合物进入烟嘴101a以由用户吸入。
现在参考图2，将描述加热装置103的一个实例，在该实例中，加热装置103是通过感应加热提供热量的感应加热装置。
加热装置103包括感受器202。感受器202包括第一感受器区域202a和第二感受器区域202b。在此实例中，感受器202是由可感应加热(即，感受器202当处于变化磁场附近时产生热量)的材料制成的单个管状构件。在一些实例中，感受器202可具有除了圆形以外的截面形状，例如，正方形、长方形、三角形或任何其他合适的形状。在一些实例中，感受器202可以不是管状的，并且可以是叶片感受器。在一些实例中，感受器202可包括磁渗透材料。变化磁场在感受器202中产生涡流，该涡流抵抗感受器202的电阻流动以产生热量。在一些实例中，感受器202可由铁、钢、铝等制成。
在感受器202由磁性材料组成的实例中，变化磁场另外由于众所周知的磁滞效应而导致加热。
加热装置103还分别包括第一感应线圈204和第二感应线圈206。第一感应线圈204和第二感应线圈206由导电材料制成。在一个实例中，第一感应线圈204和第二感应线圈206由铜制成。在另一实例中，第一感应线圈204和第二感应线圈206具体由铜绞合线制成。在此实例中，第一感应线圈204和第二感应线圈206以螺旋方式缠绕在感受器202的中心纵向轴线周围。在此实例中，第一感应线圈204和第二感应线圈206同轴地缠绕在感受器202周围，即，所缠绕的第一感应线圈204和第二感应线圈206的中心纵向轴线与感受器202的中心纵向轴线重合。在此实例中，缠绕在管状感受器202周围的第一感应线圈204和第二感应线圈206也具有管状形状。在感受器202具有不同截面形状的其他实例中，缠绕在感受器202周围的第一感应线圈204和第二感应线圈206可具有与感受器202相同的截面形状。第一感应线圈204包括第一端204a和第二端204b，并且第二感应线圈206包括第一端206a和第二端206b。第一感应线圈204的第一端204a更靠近感受器202的与第一感受器区域202a对应的端部，而不是更靠近感受器202的中心；并且第一感应线圈204的第二端204b更靠近感受器202的中心，而不是更靠近感受器202的与第一感受器区域202a对应的端部。另一方面，第二感应线圈206的第一端206a更靠近感受器202的与第二感受器区域202b对应的端部，而不是更靠近感受器202的中心；并且第二感应线圈206的第二端206b更靠近感受器202的中心，而不是更靠近感受器202的与第二感受器区域202b对应的端部。
在图2的实例中，第一感应线圈204和第二感应线圈206当变化电流流过其中时产生变化磁场。在此实例中，当变化电流流过第一感应线圈204时，其产生对应的变化磁场，该磁场仅导致感受器202的基本上最靠近第一感应线圈204的部分产生热量。换句话说，由第一感应线圈204产生的变化磁场在感受器202的第一感受器区域202a中基本上导致局部加热。类似地，当变化电流流过第二感应线圈206时，其产生对应的变化磁场，该磁场仅导致感受器202的基本上最靠近第二感应线圈206的部分产生热量。换句话说，由第二感应线圈206产生的变化磁场在感受器202的第二感受器区域202b中基本上导致局部加热。因此，第一感应线圈204和第二感应线圈206可被操作成基本上加热感受器202的整个长度。更具体地，第一感应线圈204可被操作成加热第一感受器区域202a，并且第二感应线圈206可被操作成加热第二感受器区域202b。
在一个实例中，可长时间操作一个感应线圈以便基本上局部地加热其相应的感受器区域。在一些实例中，可交替地操作感应线圈204、206，将每个感应线圈操作相应的给定时间间隔，同时不操作另一感应线圈。用于每个感应线圈的给定时间间隔可以使得均匀地加热基本上感受器202的整个长度，或者其可以使得不均匀地加热感受器202。在设备100的实例中，可将可抽吸材料放在管状感受器202内的体积中。在一些实例中，可抽吸材料可包含在可抽吸材料包装物或容器(未示出)中，该容器可插入管状感受器202内的体积中。可抽吸材料容器可由允许来自感受器202的预期量的热量到达可抽吸材料以将其加热的材料组成。在另一实例中，可抽吸材料可形成为长串或绳状元件，其可插入管状感受器202内的体积中。在另一实例中，可抽吸材料可以是可插入管状感受器202内的体积中的可抽吸材料的小球或小片的形式。在设备100的实例中，可包括用于引导空气通过管状感受器202的合适的装置。
在加热装置103的实例中，由感受器202产生的热量加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种成分挥发。由于感受器202的加热可以是局部的，所以可以局部方式加热可抽吸材料。例如，如果加热第一感受器区域202a，那么预期仅可加热第一感受器区域202a的体积内的可抽吸材料。类似地，如果加热第二感受器区域202b，那么预期仅可加热第二感受器区域202b的体积内的可抽吸材料。
在此实例中，加热装置103分别还包括第一感温元件208和第二感温元件210。第一感温元件208放置为在基本上在第一感应线圈204的中间附近的位置处与感受器202接触，即，在第一感受器区域202a的中间，如图2所示。类似地，第二感温元件210放置为在基本上在第二感应线圈206的中间附近的位置处与感受器202接触，即，在第二感受器区域202b的中间，如图2所示。因此，感温元件208检测感受器202在第一感受器区域202a的中间的温度，并且感温元件210检测感受器202在第二感受器区域202b的中间的温度。在其他实例中，可使用除了两个以外的多个感温元件。在其他实例中，感温元件可不同地定位。
在图2的实例中，加热装置103还包括围绕第一感应线圈204和第二感应线圈206的磁导体212。在此实例中，磁导体212是相对于第一感应线圈204和第二感应线圈206同轴布置的管状构件。磁导体212由高磁导率和低损耗材料制成，并且用来将由第一感应线圈204和第二感应线圈206产生的磁场基本上限制在由磁导体212包围的体积内。在一些实例中，磁导体可仅包围第一感应线圈204和第二感应线圈206中的一个，例如最靠近设备100的口端的线圈。在一些实例中，第一磁导体可包围第一感应线圈204，并且第二磁导体可包围第二感应线圈206，第一磁导体和第二磁导体之间具有间隙。在其他实例中，加热装置103可以不包括任何这种磁导体。
在此实例中，控制器106被配置为控制加热装置103。控制器106包括控制第一感应线圈204和第二感应线圈206的操作以控制加热装置103的电路。
现在参考图3，示出了包括在控制器106中的电路的一个实例。在此实例中，电路300被配置为控制通过在电路300中连接的第一感应线圈204和第二感应线圈206的电流，如图3所示。电路300被配置为控制第一感应线圈204和第二感应线圈206，使得第一感应线圈204和第二感应线圈206中的仅一个操作以在给定时间明显加热其相应的感受器区域202a、202b。换句话说，电路300的拓扑结构允许使用同一电路在不同时间操作两个分开的感应线圈以加热感受器202。
将理解，当控制第一感应线圈204以产生变化磁场时，将在第二感应线圈206中感应出电压，反之亦然。然而在此实例中，电路300的拓扑结构使得当控制一个感应线圈以产生变化磁场(即，以加热感受器202)时，防止足以导致感受器202的明显加热的感应电流流入另一感应线圈。更具体地，当操作第一感应线圈204时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流入第二感应线圈206，并且当操作第二感应线圈206时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流入第一感应线圈204。通常，在设备100的实例中，控制器106包括这样的电路，其布置为使得当操作感应线圈204、206中的一个以加热感受器202时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流入另一感应线圈204、206。因此，当操作一个感应线圈以加热感受器202时，防止另一感应线圈明显地加热感受器202。因此，由于第一感应线圈204和第二感应线圈206操作成分别基本上局部地加热感受器区域202a和202b，所以可实现感受器202的局部加热。
在图3的实例中，电路300包括第一谐振器段302和第二谐振器段304。第一感应线圈204布置为形成电路300的第一谐振器段302的部分，并且第二感应线圈206布置为形成电路300的第二谐振器段304的部分。第一谐振器段302还包括第一电容器306和第一开关308，该第一电容器包括第一端子306a和第二端子306b。类似地，第二谐振器段304还包括第二电容器310和第二开关312，该第二电容器包括第一端子310a和第二端子310b。第一开关308布置为接通和断开第一谐振器段302，并且第二开关312布置为接通和断开第二谐振器段304。在一些实例中，电路300的部件可以与图3所示不同的方式(以不同的拓扑结构)布置。在一些实例中，可包括附加的或替代的部件。
在此实例中，电路300的第一开关308和第二开关312是场效应晶体管(FET)。更具体地，在此特殊实例中，第一FET 308和第二FET 312是N信道FET。如本领域技术人员将认识到的，第一FET 308包括漏极端子308a、源极端子308b和栅极端子308c，并且第二FET 312包括漏极端子312a、源极端子312b和栅极端子312c。
在此特殊实例中，第一谐振器段302和第二谐振器段304是LC(电感器/电容器)谐振器段。换句话说，每个谐振器段302、304与LC谐振电路等效。
电源连接件314使第一线圈204的第二端204b、第一电容器306的第二端子306b、第二线圈206的第二端206b和第二电容器310的第二端子310b连接到(直流)电源108的正极端子(未在图3中示出)。第一感应线圈204的第一端204a和第一电容器306a的第一端子306a连接到第一FET 308的漏极端子308a，且同样地，第二感应线圈206的第一端206a和第二电容器310的第一端子310a连接到第二FET 312的漏极端子312a。负极端子连接件316使第一FET308的源极端子308b和第二FET 312的源极端子312b连接到电源108的负极端子。
如本领域技术人员将众所周知的，当对其栅极施加合适的控制电压使得其漏极和源极之间存在导电路径时，N信道FET处于“接通(ON)”状态。然而，如本领域技术人员也将众所周知的，当N信道FET处于“断开(OFF)”状态时(即，当不对其栅极施加合适的控制电压时)，其有效地用作二极管。在图3中，第一FET 308当处于其断开状态时表现出的二极管功能由第一二极管308d代表，并且第二FET 312当处于其断开状态时表现出的二极管功能由第二二极管312d代表。第一二极管308d的阴极连接到第一感应线圈204的第一端204a和第一电容器306的第一端子306a，并且其阳极连接到负极端子连接件316，并且第二二极管312d的阴极连接到第二感应线圈206的第一端206a和第二电容器310的第一端子310a，并且其阳极连接到负极端子连接件316。
在此实例中，关于第一FET 308和第二FET 312以及电路300的拓扑结构，第一感应线圈204和第二感应线圈206相对于彼此的定相被选择为使得当操作第一感应线圈204时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流入第二感应线圈206，并且当操作第二感应线圈206时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流入第一感应线圈204。
在此实例中，控制第一感应线圈204和第二感应线圈206中的一个，以通过以快速开关率重复接通和断开其对应的第一开关308或第二开关312(视情况而定)，同时第一感应线圈204和第二感应线圈206中的另一个保持不活动且其对应的第一开关308或第二开关312(视情况而定)保持断开，来加热感受器。更具体地，控制第一感应线圈204以当以第一开关率接通和断开第一开关308，同时第二开关312保持断开时，加热感受器202，并且控制第二感应线圈206以当以第二开关率接通和断开第二开关312，同时第一开关308保持断开时，加热感受器202。在电路300中设置有控制器318，以当无论操作第一FET 308和第二FET 312中的哪个时控制接通和断开。第一开关率和第二开关率可以是不同的或相同的。
下面更详细地说明第一感应线圈204和第二感应线圈206在此快速开关期间的操作。
现在将在操作第一感应线圈204以当第一FET 308由控制器318快速地接通和断开时加热感受器202的上下文中更详细地描述实例电路300的功能。
当第一FET 308接通时，直流电流在电源连接件314与负极端子连接件316之间流动，并且流过第一感应线圈204。此直流电流由电源108驱动。将理解，当电流流过第一感应线圈204时，第一感应线圈204由于电流而产生磁场。第一感应线圈204将能量储存在其产生的磁场中。当第一FET 308接通时，第一FET 308上的电压为零。第一电容器306通过第一FET308接通而短路。换句话说，当第一FET 308接通时，电源连接件314与负极端子连接件316之间的电流流过第一FET 308。
在已经允许第一感应线圈204由于第一FET 308接通一给定量的时间且第一FET308随后断开而产生磁场之后，由电源108驱动通过第一感应线圈204的电流开始下降。第一感应线圈204阻止此电流变化，并且当第一FET 308接通且直流电流正流过第一感应线圈204时，使用储存在由第一感应线圈204产生的磁场中的能量产生感应电压。因此，当第一FET 308在接通之后断开时，第一电容器306和第一感应线圈204彼此谐振。
图4示出了当第一FET 308在操作第一感应线圈204以加热感受器202的时间段期间断开和接通两次时第一FET 308上的电压，如由电压轨迹400指示的。
电压轨迹400包括当第一FET 308接通时的第一段400a、当第一FET 308断开时的第二段400b到400d、当第一FET 308再次接通时的第三段400f、当第一FET 308再次断开时的第四段400g，以及当第一FET 308随后再次接通时的第五段400h。
当第一FET 308在段400a、400f和400h中接通时，第一FET 308上的电压为零。
当第一FET 308断开(如由段400b到400d所示，及如段400g所示)时，第一感应线圈204使用储存在其磁场(该磁场是当第一FET 308接通时的电流的结果)中的能量来感应电压，该电压由于第一FET 308断开而阻止流过第一感应线圈204的电流的下降。在第一感应线圈204中感应出的电压导致第一FET 308上的电压的对应变化。在此电压变化期间，第一感应线圈204和第一电容器306彼此谐振。电压400最初随着第一感应线圈204中的感应电压的增加而增加(例如见400b)，以阻止由于第一FET 308断开而产生的电流下降，达到峰值(例如见400c)，且然后随着储存在第一感应线圈204的磁场中的能量减少而减小回到零(例如见400d)。
变化电压400b到400d和400g产生对应的变化电流，并且由于在第一FET 308的断开时间期间，第一电容器306和第一感应线圈204用作谐振LC电路，所以第一谐振器段302的总阻抗在此时间期间处于最小值。因此将理解，流过第一谐振器段302的变化电流的最大量级将是相对较大的。
因此，此相对较大的变化电流在第一感应线圈204中导致相对较大的变化磁场，其导致感受器202产生热量。在此实例中，第一FET 308上的电压如段400b到400d及如段400g所示地变化的时间段取决于第一谐振器段302的谐振频率。如本领域技术人员将认识到的，第一谐振器段302的谐振频率取决于第一感应线圈204的电感和第一电容器306的电容。
再次参考图4，当第一FET 308断开且第一FET 308上的电压随后朝着0V减小回(例如，电压在点400e处基本上处于水平402)时，控制器318再次接通第一FET 308，使得由电源108驱动的直流电流再次流过第一感应线圈204，并且第一感应线圈204可对下次断开第一FET 308储存磁场形式的能量，以如段400g所示地接通谐振器段302。
可根据期望储存在第一感应线圈204中的能量的量来选择控制器318保持第一FET308接通的时间(例如部分400f)，该能量的一部分将用来在如400g指示的第一FET 308的下一断开时间期间(在谐振部分202的时间上)加热感受器202。可在第一感应线圈204中储存第一FET 308的给定接通时间400f内的能量的量将取决于这样的因素，例如由电源108提供的电压和第一感应线圈204上的匝数。将理解，在此实例中，当第一FET 308上的电压达到0V时，第一FET 308的漏极308a处的电压也达到0V。
当控制器318以一开关率这样重复地接通和断开第一FET 308时，连续重复上述过程以加热感受器202。
虽然在操作第一感应线圈204以加热感受器202的上下文中提供电路300的功能的以上描述，但将理解，形成第二谐振器段304的部分的第二感应线圈206将以基本上相同的方式操作，其中，第二FET 312执行与第一FET 308等效的功能，并且第二电容器310执行与第一电容器306等效的功能。
如以上之前提到的，电路300允许操作第一感应线圈204和第二感应线圈206使得第一线圈204和第二线圈206中的仅一个操作成在给定时间明显加热感受器202。这首先通过以给定开关率接通第一FET 308或第二FET 312中的一个同时另一个FET保持断开来实现。
其次，当操作第一感应线圈204和第二感应线圈206中的一个以加热感受器202时(如以上相对于第一线圈204描述的)，电路300具体地被配置为使得在其他非操作线圈中由操作线圈的变化磁场感应的电压不会导致明显的电流流过非操作线圈，非操作线圈本身将导致可加热感受器的变化磁场。更具体地，当操作第一感应线圈204以加热感受器202时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流过第二感应线圈206，并且当操作第二感应线圈206以加热感受器202时，防止足以导致感受器202的明显加热的电流流过第一感应线圈204。
这是必要的，因为如上所述，第一FET 308和第二FET 312当断开时有效地用作二极管，并因此如果其正向偏压(即，FET不是完美的开关)那么可引导电流。因此，重要的是，电路300被配置成使得当操作第一感应线圈204和第二感应线圈206中的一个以加热感受器202时，在另一非操作感应线圈上感应的电压不会使与该非操作感应线圈相关联的FET的本征二极管正向偏压，而是使其反向偏压。
本领域技术人员将理解，当考虑磁耦接的两个感应线圈时，其相对于彼此缠绕确定了由一个感应线圈产生的变化磁场在另一感应线圈中驱动电流/感应电压的方向。
可通过将与众所周知的“右手规则”相关的电流方向应用于磁场的方向，来确定在线圈中驱动电流/感应电压的方向。第一感应线圈204和第二感应线圈206的相关绕组可以被称为第一感应线圈204和第二感应线圈206的定相。
在图3中的电路300的拓扑结构中，第一感应线圈204和第二感应线圈206在相反的意义上缠绕，如出现在第一感应线圈204的第一端204a处和第二线圈206的第一端206a处的点所指示的。加热装置103的一个实例还示出为连接到电路300，以示出第一感应线圈204和第二感应线圈206在此实例中物理地在相反的方向上缠绕。
因此，当例如控制器318重复地接通和断开第一FET 308(如上所述)以导致第一感应线圈204加热感受器202时，每当断开第一FET 308时，在第一感应线圈204的第一端204a产生正电压，并且由于磁耦接而在第二感应线圈206的第一端206a感应出对应的较小的正电压。这导致第二FET 312的本征二极管被反向偏压，并因此基本上防止电流流过第二FET312。虽然一些电流可在第二感应线圈206与第二电容器310之间流动，但防止足以产生足够强到明显加热感受器202的变化磁场的电流由于第二FET 312被反向偏压而流过第二感应线圈206。而且，由于当重复地接通和断开第一FET 308且第二FET 312保持断开时第二FET312被反向偏压并防止电流流过其，所以防止在第二感应线圈206中累积大量能量，使得不会从操作成加热感受器202的第一感应线圈204抽走大量能量。
类似地，当例如控制器318重复地接通和断开第二FET 312以导致第二感应线圈206加热感受器202时，每当断开第二FET 312时，在第二感应线圈206的第一端206a产生正电压，并且由于磁耦接而在第一感应线圈204的第一端204a感应出对应的较小的正电压。这导致第一FET 308的本征二极管被反向偏压，并因此基本上防止电流流过第一FET 308。虽然一些电流可在第一感应线圈204与第一电容器306之间流动，但防止足以产生足够强到明显加热感受器202的变化磁场的电流由于第一FET 308被反向偏压而流过第一感应线圈204。而且，由于当重复地接通和断开第二FET 312且第一FET 308保持断开时第一FET 308被反向偏压并且防止电流流过其，所以防止在第一感应线圈204中累积大量能量，使得不会从操作成加热感受器202的第二感应线圈206抽走大量能量。
因此，防止足以明显加热感受器的电流在非操作感应线圈中流动可提供附加优点：防止非操作感应线圈从操作线圈带走大量能量，以产生其自己的磁场，使用该能量来产生变化电流，并因此通过操作线圈来产生磁场以加热感受器202。
现在参考图5，示出了第二电路500，其被配置为包括在控制控制器106中的第一感应线圈204和第二感应线圈206。
电路500的许多部件与电路300中的对应部件相同，并且以相同的方式起作用。已经对这些部件赋予与其在图3中具有的相同的参考数字，为了简洁起见，将不再详细描述。在一些实例中，电路500的部件可以不同的方式布置(以不同的拓扑结构)，如图5所示。在一些实例中，可包括附加的或替代的部件。
在此实例中，电路500用来控制加热装置，其中，第一感应线圈204和第二感应线圈206相对于彼此在相同的方向上缠绕(具有相同的定相)，如出现在第一感应线圈204的第一端204a处和第二线圈206的第二端206b处的点所指示的。加热装置103的一个实例示出为连接到电路500，以示出第一感应线圈204和第二感应线圈206在此实例中在相同的方向上物理地缠绕。与电路300相比，电路500的电路拓扑结构中的一个差异是使第二感应线圈206连接到电路的剩余部分的布线的配置。如上所述，在电路300中，第二线圈206的第二端206b经由电源连接件314连接到电源108的正极端子，并且第二线圈206的第一端206a连接到第二FET 312的漏极端子312a。相比之下，在电路500中，第二线圈206的第一端206a经由电源连接件314连接到电源108的正极端子，并且第二线圈206的第二端206b连接到第二FET 312的漏极端子312a。
虽然，在此实例中，感应线圈204、206在相同的方向上缠绕，但电路500的拓扑结构使得当操作第一感应线圈204时，每当断开第一FET 308时，在第二感应线圈206上感应的电压都使第二FET 312的本征二极管312d反向偏压，并且使得当操作第二感应线圈206时，每当断开第二FET 312时，在第一感应线圈204上感应的电压都使第一FET 308的本征二极管308d反向偏压。与电路300的情况中一样，在控制器318重复地接通和断开第一FET 308以导致第一感应线圈204加热感受器202的实例中，每当断开第一FET 308时，在第一感应线圈204的第一端204a产生正电压。然而，与电路300相比，在电路500中，由于磁耦接而在第二感应线圈206的第二端206b(而不是与电路300的情况一样是第一端206a)感应对应出的较小的正电压。由于在电路500中，第二感应线圈206的第二端206b连接到第二FET 312的漏极端子312，所以每当断开第一FET 308时，第二FET 312被反向偏压。因此基本上防止电流流过第二FET 312。相反，当控制器318重复地接通和断开第二FET 312以导致第二感应线圈206加热感受器202时，每当断开第二FET 312时，第一FET 308以类似的方式变得被反向偏压，并因此基本上防止电流流过第一FET 308。因此，虽然在电路500中，感应线圈204、206在相同的意义上物理地缠绕，但电路500通过使感应线圈204、206连接到电路使得基本上防止电流流入无效的感应线圈来提供以上相对于电路300提到的优点。
然而，电路500的拓扑结构可能需要具有高电流轨迹的更困难的印刷电路板布局。在一些实例中，电路300的更简单的拓扑结构可能是优选的。
现在参考图6，将描述用于控制图3的电路300的示例性控制器318a、318b。在图6中，再现了图3的电路300，除了控制器318表示为两个不同的段以外，即，零电压检测器段318a和开关段318b，并且示例性加热装置103未示出为连接到电路。
当如以上相对于图3描述的重复地接通和断开第一FET 308和第二FET 312中的一个以操作第一感应线圈204和第二感应线圈206中的相应一个时，零电压检测器段318a检测在相应FET已经断开之后FET上的电压何时返回到零(例如，图4中的点400e)或者何时接近于零，并且响应于进行此检测的零电压检测器段318a，开关段318b再次接通相应的FET。
开关控制器段318a为零电压检测电路，其包括第一小信号二极管600和第二小信号二极管602、上拉电阻器604、逻辑电源606。以操作成加热感受器202的第二感应线圈206为例，现在将描述开关控制器段318a的功能。
当操作第二感应线圈206以加热感受器202时，第一FET 308保持断开。当第一FET308保持断开时，第一小信号二极管600没有偏压或者被反向偏压，这取决于逻辑电源606和电源连接件314所处的电压，即，第一小信号二极管600的阴极端处的电压与第一小信号二极管600的阳极端处的电压基本上相同或者比其高。
在以第二FET 312的开关率开关期间，当第二FET 312接通且其上的电压如图4的4b-4d所示地变化时，第二小信号二极管602被反向偏压。在此电压变化结束时，当电压如400e所示达到0V时或者接近于0V时，第二小信号二极管602变成被正向偏压。在此实例中，第二开关控制器段318b包括一个或多个触发器装置(未示出)，其可设置为接通或断开第一FET 308和第二FET 312。因此，当第二小信号二极管602在400e被正向偏压时，对包括在第二开关控制器段318b中的触发器装置(未示出)提供来自第二小信号二极管602的信号，以将其设置为接通第二FET 312。当第二FET 312接通时，第二小信号二极管602被反向偏压。
如以上参考图3电路已经描述的，第二FET 312保持接通，直到在相关联的感应线圈206中储存所需量的能量。在此实例中，可通过可包括在第二开关控制器装置318b中的合适的电流测量装置(未示出)，来测量在第二感应线圈206中流动的电流的量级。一旦第二感应线圈206中的电流的量级处于与在第二感应线圈206中的能量的期望量对应的水平，就重置触发器以断开第二FET 312并启动第一电容器310上的电压400g的另一变化。
在一个特殊实例中，逻辑电源606提供2.5V的电压，并且对以上提到的包括在第二开关控制器段318b中的触发器装置提供来自第二小信号二极管602的信号。触发器装置以逻辑电源606的电压的一半进行开关，即，在此实例中是以1.25V。这意味着，第二小信号二极管602的正向偏压电压和第二FET 312漏极处的电压必须加起来等于1.25V，以使数字逻辑电路接通第二FET 312。因此在此实例中，当其漏极312a处于0.55V而不是如上参考的处于0V时，第二FET 312被接通。应注意，理想地，开关在FET 312上应出现在0V处，以得到最大效率。此零电压开关有利地防止第二FET 312使第二电容器放电，从而浪费储存在第二电容器310中的能量。
然而，例如与模拟比较器电路相反的由于此数字逻辑电路的使用而产生的效率损耗，可被认为通过电路部件和成本的有利节省来补偿。在此实例中，0.55V是第二FET 312上的可接受的电压，在该电压下将第二FET 312再次接通。
应注意，在此实例中，如上所述的零电压开关出现在稳态条件中，即，当第二FET312的重复开关正在进行时。为了通过开始第二FET 312的重复开关而开始第二感应线圈206的操作，可对第二FET 312提供附加信号。
虽然在以上描述中，相对于控制第二FET 312的开关来描述零电压检测电路318a的功能，将理解，零电压检测电路318a以相同的方式起作用，使用第一小信号二极管600而不是第二小信号二极管602，来控制第一FET 308。
将认识到，第一感应线圈204和第二感应线圈206在一些实例中可具有至少一个彼此不同的特征。例如，第一感应线圈204可具有至少一个与第二感应线圈206不同的特征。更具体地，在一个实例中，第一感应线圈204可具有与第二感应线圈206不同的电感值。在另一实例中，第一感应线圈和第二感应线圈具有不同的长度，使得第一感应线圈204缠绕在感受器202的更大的一段上，或者反之亦然。在另一实例中，第一感应线圈204可包括与第二感应线圈206不同的匝数。在又一实例中，第一感应线圈204可由与第二感应线圈206不同的材料组成。可以设想，基于例如希望如何加热感受器的体积内的可抽吸材料，第一感应线圈204可具有一个或多个与第二感应线圈206不同的特征。在一些实例中，第一感应线圈204和第二感应线圈206可以是基本上相同的。
已经通过包括N信道FET的电路300和500描述了以上实例。然而，在一些实例中，相反可使用包括P信道FET的电路。例如，如果图3所示的连接件314改为连接到电源108的负极端子，并且连接件316改为连接到电源108的正极端子，那么可在电路300中使用P信道FET。
本文描述的各种实施例仅用来帮助理解和教导所要求的特征。这些实施例仅作为实施例的代表性样本提供，并不是详尽的和/或排他的。应理解，本文描述的优点、实施例、实例、功能、特征、结构，和/或其他方面并不被认为是对如权利要求定义的本发明的范围的限制，或者对权利要求的等效物的限制，并且在不背离所要求的发明的范围的情况下，可使用其他实施例并可进行修改。除了本文具体描述的那些以外，本发明的各种实施例可适当地包括、包含，或者基本上包含所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、方式等的适当组合。另外，本公开可包括其他目前未要求但是可能在未来要求保护的发明。

Claims (14)

1.一种感应加热装置，与用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发的装置一起使用，所述感应加热装置包括：
感受器装置，能通过用变化磁场穿透来加热，以加热所述可抽吸材料；
至少第一感应线圈和第二感应线圈，所述第一感应线圈用于产生用来加热所述感受器装置的第一段的第一变化磁场，并且所述第二感应线圈用于产生用来加热所述感受器装置的第二段的第二变化磁场；
控制电路，用于控制所述第一感应线圈和所述第二感应线圈，其中，所述控制电路被配置为使得当有效地驱动所述第一线圈和所述第二线圈中的一者以产生变化磁场时，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈中的另一者是无效的，并且其中，所述控制电路被配置为使得防止所述第一感应线圈和所述第二感应线圈中的无效的一者承载由所述第一感应线圈和所述第二感应线圈中的有效的一者感应出的足以导致明显加热所述感受器装置的电流。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述加热装置还包括电源，以用于对所述第一感应线圈和所述第二感应线圈供电。
3.根据权利要求1所述的加热装置，其中，所述第一感应线圈被布置为形成所述控制电路的第一谐振器部件的一部分，并且所述第二感应线圈被布置为形成所述控制电路的第二谐振器部件的一部分。
4.根据权利要求3所述的加热装置，其中，所述电路的所述第一谐振器部件和所述第二谐振器部件是LC谐振器部件，所述第一谐振器部件和所述第二谐振器部件分别还包括至少第一电容器和第二电容器。
5.根据权利要求3或4所述的加热装置，其中，所述控制电路还包括所述电路的所述第一谐振器部件中的第一开关和所述电路的所述第二谐振器部件中的第二开关，并且其中，当所述第二开关保持断开时，所述控制电路以第一开关率接通和断开所述第一开关，以将来自电源的电力供应到所述第一线圈，从而加热所述感受器；并且当所述第一开关保持断开时，所述控制电路以第二开关率接通和断开所述第二开关，以将来自所述电源的电力供应到所述第二线圈，从而加热所述感受器。
6.根据权利要求5所述的加热装置，其中，所述第一开关是第一场效应晶体管，并且所述第二开关是第二场效应晶体管。
7.根据权利要求6所述的加热装置，其中，所述第一FET当断开时用作第一二极管，并且所述第二FET当断开时用作第二二极管，并且其中，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈相对于彼此的定相被布置成使得当驱动所述第一感应线圈以加热所述感受器装置时，由所述第一感应线圈在所述第二感应线圈中感应出的电压使所述第二二极管反向偏压，以防止足以导致明显加热所述感受器装置的电流流入所述第二感应线圈，并且当驱动所述第二感应线圈以加热所述感受器装置时，由所述第二感应线圈在所述第一感应线圈中感应出的电压使所述第一二极管反向偏压，以防止足以导致明显加热所述感受器装置的电流流入所述第一感应线圈。
8.根据权利要求7所述的加热装置，其中，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈在相反的方向上缠绕在所述感受器装置周围。
9.根据权利要求7所述的加热装置，其中，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈在相同的方向上缠绕在所述感受器装置周围。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的加热装置，其中，所述电路被布置为使得当所述电路以所述第一开关率接通和断开所述第一开关时，每当所述电路接通所述第一开关时，所述第一开关上的电压为零或接近于零，并且使得当所述电路以所述第二开关率接通和断开所述第二开关时，每当所述电路接通所述第二开关时，所述第二开关上的电压为零或接近于零。
11.根据权利要求10所述的加热装置，其中，所述电路包括零电压检测器装置，以用于检测所述第一开关或所述第二开关上的电压何时为零或接近于零。
12.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述第一感应线圈具有与所述第二感应线圈不同的至少一个特征。
13.一种气溶胶供应装置，用于提供能吸入的气溶胶，所述装置包括：
根据任一前述权利要求所述的加热装置。
14.根据权利要求13所述的装置，还包括烟嘴。
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